Typy receptorů v jazyku, jejich účel a principy fungování. Na jazyku jsou chuťové pohárky, za jakou chuť je zodpovědná špička jazyka? Jakou chuť vnímají receptory na zadní straně jazyka?
Chuťové pohárky se nacházejí na mnoha orgánech dutiny ústní v různých koncentracích: na jazyku, patře, mandlích, zadní stěně hltanu, epiglottis. Celkem jich je asi 10 000 a největší počet se nachází na špičce, hranách a zadní straně jazyka. Uprostřed jazyka a jeho spodní plochy nejsou žádné chuťové pohárky.
Receptory jsou umístěny na papilách jazyka. Každá papila je obklopena pórem nezbytným pro shromažďování a hromadění slin, ve kterých se rozpouští
Rýže. 6.17. Papily na povrchu jazyka (a) a chuťových pohárků (b) (Carlson, 1992).
E
látka je přítomna (obr. 6.17). Receptory se nazývají chuťové pohárky. Mají tvar cibulí, skládajících se z vřetenovitých buněk, vzájemně oddělených podpůrnými buňkami. Každá vřetenitá buňka směřuje svými mikroklky k povrchu póru.
Rýže. 6.JE. Oblasti jazyka, které jsou citlivé na různé chuťové vjemy (Carlson, 1992).
Na jazyku je asi 2000 chuťových pohárků. Každý má 2-3 eferentní vlákna končící na chuťových buňkách. Přední část jazyka je inervována vlákny lingválního nervu (větve trojklaného nervu), zadní třetina n. glossofaryngeus a malá část epiglottis vagus. Elektrická stimulace těchto nervů vyvolává pocit chuti. Abyste zažili žíravou, svíravou a kyselou chuť, je nutná dodatečná stimulace čichových, bolestivých, tepelných a hmatových receptorů v dutině ústní. Všechny nervy nesoucí informace z chuťových receptorů jsou charakterizovány adaptací, tj. zastavením impulsů při dlouhodobé expozici stejné látce (Babsky et al., 1972).
Chuťové pohárky různých typů jsou na povrchu jazyka rozmístěny nerovnoměrně. Špička jazyka je nejcitlivější na sladké a slané, strany jazyka reagují silněji na kyselo a jeho zadní strana, měkké patro a hltan lépe vnímají hořkost (obr. 6.18).
Stále není přesně známo, zda lidé mají jeden nebo dva typy receptorů pro sladkosti. Předpokládá se, že existují samostatné receptory, které reagují na sacharin a jsou necitlivé na glukózu, stejně jako receptory, které jsou aktivovány působením glukózy (Schiffman et al., 1986). Nezdá se, že by existoval jeden typ receptoru pro hořkou. Lidé s dědičným deficitem stanovení chuti fenylthiokarbamidu mají současně sníženou citlivost na kofein, ale mohou vnímat hořkou chuť některých dalších látek (Hall et al., 1975).
Vodivý systém chuťových vjemů
Informace z receptorů umístěných v přední části jazyka přichází jako součást chorda tympani (chorda tympani) větve sedmého hlavového (obličejového) nervu; z receptorů zadní části jazyka - jako součást lingvální větve devátého hlavového (glosofaryngeálního) nervu; Desátý hlavový nerv (vagus) přenáší informace z receptorů patra a hltanu. K prvnímu přepínání chuťových informací dochází v jádře solitárního traktu v prodloužené míše. Dále informace vstupuje do parabranchiálních pontinních jader (Pfaffman et al., 1979), odkud se neurony promítají do chuťové oblasti thalamu jako součást mediálního lemnisku. Talamické neurony vysílají projekce do oblasti mozkové kůry umístěné poněkud ventrálně k obličejové oblasti somatosenzorického kortexu (obr. 6.19) (Kalat, 1992). Čichová vlákna se také přivádějí do laterálního hypotalamu a limbického systému. Předpokládá se, že hypotalamus zprostředkovává vztah mezi chuťovým systémem a čichovým systémem.
Rýže. 6.19. Základní impulsní dráhy z chuťových pohárků do mozku (Kalat, 1992).
Existují dvě představy o mechanismu vnímání chuti. Jeden naznačuje, že každé vlákno pocházející z receptoru nese specifickou chuť do kůry. Další koncept se opírá o myšlenku, že chuťová informace je spojena se specifickou distribucí aktivity v mnoha kortikálních neuronech. Druhá teorie byla zatím spíše potvrzena faktickým materiálem. Bylo například prokázáno, že drtivá většina nervů v chorda tympani je zodpovědná za více než jednu chuť a dokonce reaguje na kolísání teploty (Nowlis a Frank, 1977).
Studie, která zaznamenala charakteristiky elektrické aktivity mozkové kůry při vstupu různých látek do jazyka, není v rozporu s oběma teoriemi. Ukázalo se, že když byla na jazyk umístěna hořká látka, aktivovaly se neurony na jednom konci chuťové kůry, při konzumaci cukru, na druhém konci při příjmu soli byly aktivovány různé neurony rozmístěné po celé kůře (Yamamoto et al. , 1981).
Měli jste někdy vzpomínku z dětství, kdy jste snědli něco velmi chutného, a poté, co jste o několik let později vyzkoušeli tuto vzácnou pochoutku, se vám zdálo, že to není tak neuvěřitelně chutné? A pak řeknete: Aha, teď se tak nevaří a produkty nejsou všechny přírodní! Ve skutečnosti to není o produktech a kuchařích, je to o nás samých a pro tento jev existuje jednoduché lékařské vysvětlení. Nejprve ale něco málo o anatomii pro obecný vývoj, abych tak řekl
Orgán zodpovědný za vnímání chutí v našem těle je, jak známo Jazyk! Je strukturován docela jednoduše. Celý povrch jazyka je pokryt papily. Každá papila má velký počet chuťové pohárky
, ze kterého vycházejí nervová vlákna, shromažďují se ve svazcích a nakonec vstupují do mozkové kůry, do centra zodpovědného za smysl pro chuť, kde se impuls zpracovává a cítíme chuť. Různé receptory vnímají různé chutě. Ale je to na jazyku 4 hlavní zóny vnímání chuti v místech, kde se hromadí receptory pro jednu chuť, z nichž každá je zodpovědná za svou chuť: sladkou, hořkou, kyselou a slanou. Jsou zobrazeny na obrázku.
Mimochodem, právě v souladu s tímto uspořádáním zón na jazyku vznikaly různé podoby nápojového skla. Sklenice s tenkým úzkým hrdlem jsou určeny pro nápoje s dominantní sladkou chutí. Z takových sklenic se tekutina dostane nejprve ke špičce jazyka a teprve poté částečně na boční povrch a kyselá chuť ustoupí do pozadí.
A právě onehdy jsem se dozvěděl zajímavý fakt, že téměř všichni lidé do 60 let ztrácejí 50 % chuťových pohárků (ty, které se nacházejí na papilách jazyka). Je to vlastně patrné. V dětství je chuťový smysl mnohem výraznější, takže děti jsou v jídle často velmi vybíravé, ale na druhou stranu jim některé věci připadají neuvěřitelně chutné! Dospělí jsou k jídlu méně emocionální. Všimli jste si pravděpodobně těchto faktů o sobě a svých dětech? A vše je vysvětleno právě tím, že z nějakého důvodu se snižuje chuťový smysl a dospělí, když jedí například zelňačku nebo smaženou cibulku (kterou děti tak nemají rády), prostě necítí chuť, kterou způsobily potíže v dětství.
Tento jev lze obecně vysvětlit dvěma teoriemi.
Za prvé, smysl pro chuť je evolučně dán lidem, aby bylo možné rozlišovat mezi zdravými a nezdravými potravinami. Imunita dítěte je mnohem slabší než imunita dospělého, takže příroda nutila děti být velkými gurmány, aby nesnědly něco nechtěného. I když na druhou stranu se tady příroda možná přepočítala, jelikož i to vedlo k tomu, že dítě tahá do pusy všechno dobré i špatné. Dospělý člověk nemusí tolik cítit, protože je již zkušenostmi poučen a ví, co smí a co ne, a jeho imunita je již vytvořena. Přebytečné chuťové pohárky proto odumírají.
Na druhou stranu možná nejde o smrt receptorů, ale o vymizení zóny v mozkové kůře zodpovědné za tuto chuť. Mnoho lidí jí po celý život to samé. K snídani jogurt, sendvič nebo míchaná vajíčka, k obědu polévka a smažené brambory, k večeři další sendvič s čajem. Málokdy se stane, že zvláště ve velké rodině hospodyňka uvaří Filé ze žraloka s omáčkou Pesto nebo Žabí stehýnka s omáčkou Chateaubriand. Zóna mozku, která po dlouhou dobu nedostává impulsy, proto jednoduše zapomene na svůj účel a pocit otupí. Pokud se tedy chcete vždy cítit lépe, dopřejte si různé pokrmy
Jazyk je důležitý orgán v těle člověka a všech obratlovců. Je nedílnou součástí trávicího systému a má jedinečnou strukturu a soubor funkcí. Jazyk plodu se formuje již ve 4-5 týdnech těhotenství. Podívejme se podrobně na vlastnosti struktury a fungování tohoto orgánu.
Jazyková struktura
Jazyk je soubor svalů umístěných ve spodní části dutiny ústní a pokrytých sliznicí. Anatomicky se tyto svaly dělí na kořen jazyka a tělo jazyka. Od kořene jazyka až ke špičce probíhá vnější sval, ve kterém jsou umístěny cévy a nervy. Sliznice jazyka je vlhká, růžová, pokrytá četnými papilami. Papily jazyka jsou procesy tkáně, které přesahují povrch sliznice pokryté dlaždicovým epitelem. V lidském těle existuje šest typů papil, které se dělí na mechanické (používané k mletí potravy) a chuťové (obsahující chuťové pohárky).Typy mechanických papil:
- vláknité (nejmenší a nejpočetnější);
- kuželovitý;
- čočkovitý.
- ve tvaru houby;
- opadavý;
- chuťové pohárky (cibulky).
Tělo jazyka je tvořeno příčně pruhovanými svaly. Dělíme je do dvou skupin:
- svaly napojené na okolní orgány dutiny ústní (genioglossus, styloglossus, hypoglossus);
- vlastní svaly jazyka (dva podélné svaly: horní a dolní, stejně jako vertikální).
Další důležitou součástí jazyka jsou slinné žlázy. Dělí se na slizniční, serózní a smíšené.
Jazykové funkce
Toto tělo plní několik funkcí najednou:- pomáhá rozmělnit a přesunout jídlo v ústech;
- pomáhá polykat jídlo do jícnu;
- rozpozná chuť potravin (bez jazyka bychom nedokázali určit, zda jsou poživatelné nebo ne);
- podílí se na primárním trávení potravy (díky slinným enzymům vylučovaným slinnými žlázami);
- je nedílnou součástí řečového aparátu (to znamená, že pomocí jazyka můžeme komunikovat s ostatními lidmi a vydávat artikulované zvuky).
Jak fungují chuťové pohárky?
Chuťové pohárky jsou speciální orgány odpovědné za vnímání chuti. Jsou umístěny převážně podél stěn chuťových pohárků (pupen), v menším počtu - na horním povrchu houbových papil, na bočních stěnách listových papil, na povrchu sliznice měkkého patra a epiglottis . V ústech je asi 9000 chuťových pohárků.Mechanismus účinku tohoto orgánu spočívá v tom, že malé částice chuťových pohárků, když vstoupí určité produkty, přenášejí impulsy do odpovídajících nervů a poté do mozku. Zajímavostí je, že chuťové pohárky přijímají a předávají informace pouze o chuti tekutiny, zatímco další vjemy přijímáme z potravy prostřednictvím čichu, hmatu, pocitu tepla a chladu (v této věci jsou zapojeny další receptory a orgány) . Člověk má tedy plné chuťové vjemy. Fungování chuťových pohárků má individuální rozdíly – například ženy a děti mají chuťové dojmy o něco živější než muži.
Chuťové buňky lidského jazyka rozeznávají čtyři druhy chutí: sladkou, slanou, hořkou a kyselou. Někteří vědci do této klasifikace přidávají svíravé, alkalické a kovové chutě, ale jejich existence nebyla prokázána. Když se bavíme o široké škále chutí (například o chuti vína, jablek, cibule atd.), je tento typ vědomého prožitku výsledkem složité práce různých receptorů, zejména těch čichových.
V důsledku nesprávné interpretace výzkumu provedeného na konci devatenáctého století se vědci po mnoho let domnívali, že různé části jazyka jsou zodpovědné za vnímání různých chutí: například špička tohoto orgánu je zodpovědná za vnímání sladké chuti. , okraje pro kyselou chuť atd. . Tato teorie vedla k vytvoření tzv. distribuční mapy chuťových pohárků. Ve skutečnosti jsou všechny druhy chuťových pohárků rozmístěny po celém povrchu jazyka a každá část tohoto orgánu dokáže vycítit jakoukoli chuť. U některých lidí jsou přitom určité jazykové oblasti více či méně citlivé na různé chuťové podněty.
Takže jsme se dozvěděli, z čeho se jazyk skládá a jak funguje v lidském těle. Díky své složité struktuře a souhře všech složek plní tento orgán mnoho důležitých úkolů. Bez jazyka by byl náš každodenní život méně pohodlný a mnohostranný.
Nejjednodušší radostí v životě člověka je chutné jídlo. Zdálo by se, že jdete do kuchyně, otevřete ledničku, strávíte určitou dobu u sporáku - a voila! – na stole už je voňavý pokrm a v hlavě máte endorfiny. Z hlediska vědy je však celé jídlo od začátku do konce komplexním mnohostranným procesem. A jak je pro nás někdy těžké vysvětlit naše stravovací návyky!
Studiem chuťových pohárků se zabývá mladá a stále se rozvíjející věda – fyziologie chuti. Podívejme se na některé základní principy učení, které nám pomohou lépe porozumět našim chuťovým preferencím a momentálním slabostem.
Lidské chuťové pohárky
Chuť je jedním z pěti smyslů vnímání, které jsou pro život člověka velmi důležité. Hlavní úlohou chuti je výběr a hodnocení jídla a pití. Hodně mu v tom pomáhají ostatní smysly, hlavně čich.
Mechanismus chuti je řízen chemikáliemi, které se nacházejí v jídle a pití. Chemické částice, které se shromažďují v ústech, se mění na nervové impulsy, které jsou přenášeny podél nervů do mozku, kde jsou dešifrovány. Povrch lidského jazyka je pokryt chuťovými pohárky, kterých má dospělý člověk od 5 do 10 tis. S věkem se jejich počet snižuje, což může způsobovat určité problémy s rozlišováním chutí. Papily zase obsahují chuťové pohárky, které mají specifickou sadu receptorů, díky nimž zažíváme celou škálu chuťové rozmanitosti.
Reagují pouze na 4 základní chutě – sladkou, hořkou, slanou a kyselou. Dnes je však často identifikován pátý prvek – umami. Domovinou nově příchozího je Japonsko a v překladu z místního jazyka to znamená „chutná chuť“. Ve skutečnosti je umami chuť bílkovinných látek. Glutamát sodný a další aminokyseliny vytvářejí pocit umami. Umami je důležitou složkou chuti rokfortu a parmazánu, sójové omáčky, ale i dalších nefermentovaných potravin – vlašských ořechů, rajčat, brokolice, hub a vařeného masa.
Socioekonomické podmínky, ve kterých člověk žije, stejně jako fungování jeho trávicího systému jsou považovány za zcela přirozené vysvětlení výběru potravy. Mezitím se vědci stále více přiklánějí k názoru, že chuťové preference jsou určeny geny a dědičností. Tato otázka byla poprvé vznesena v roce 1931 během výzkumu zahrnujícího syntézu vonné molekuly fenylthiokarbamidu (PTC). Dva vědci vnímali látku odlišně: pro jednoho byla hořká a velmi páchnoucí, zatímco pro druhého byla zcela neutrální a bez chuti. Později vedoucí výzkumné skupiny Arthur Fox testoval FTC na členech své rodiny, kteří to také necítili.V poslední době se tedy vědci přiklánějí k názoru, že někteří lidé vnímají stejnou chuť odlišně a že někteří jsou naprogramováni k tomu, aby z hranolků přibrali, zatímco jiní je mohou jíst bez újmy na své postavě – to je věc dědičnosti. Na podporu tohoto tvrzení vědci z Duke University v USA spolu s kolegy z Norska dokázali, že lidé mají jiné složení genů odpovědných za pachy. Studie se zaměřila na vztah genu OR7D4 RT ke steroidu zvanému androstenon, který se ve velkém množství nachází ve vepřovém mase. Lidé s identickými kopiemi tohoto genu jsou tedy pachem tohoto steroidu znechuceni a majitelé dvou různých kopií genů (OR7D4 RT a OR7D4 WM) naopak žádné nepřátelství necítí.
Zajímavá fakta o chuti
- Chuťové pohárky na lidském jazyku žijí v průměru 7-10 dní, pak odumírají a objevují se nové. Nebuďte tedy překvapeni, když stejná chuť chutná čas od času trochu jinak.
- Asi 15–25 % lidí na světě lze bezpečně nazvat „supertastery“, to znamená, že mají extrémně citlivou chuť, protože na jazyku je více papil, a tedy více chuťových pohárků.
- Chuťové pohárky na lidském jazyku pro sladké a hořké chutě byly objeveny právě před 10 lety.
- Všechny čisté chutě člověk cítí naprosto stejně. To znamená, že nelze mluvit o několika typech sladké chuti. K ochutnání existuje jen jedna sladká chuť, která však může mít různou intenzitu: být jasnější, sytější nebo vybledlá. U ostatních chutí je situace podobná.
- Chuťové pohárky jsou nejcitlivější mezi 20-38 stupni. Pokud si jazyk ochladíte například ledem, pak už nemusíte cítit chuť sladkého jídla nebo se může výrazně změnit.
- Dobrá chuť se tvoří v děloze. Vědci tak zjistili, že chuť některých potravin se přenáší nejen mateřským mlékem, ale také plodovou vodou, když je dítě v matčině břiše.
- Američtí vědci provedli studii, která prokázala závislost chuťových preferencí na věku a pohlaví člověka. Dívky tedy většinou preferují sladkosti, ovoce a zeleninu. Chlapci naopak milují ryby, maso, drůbež a čokoláda je jim většinou lhostejná.
- Při cestování letadlem se vlivem vysoké hladiny hluku snižuje chuťová citlivost člověka na slané a sladké věci.
- Chuť sušenek je 11krát lepší, když se zapijí mléčnými nápoji. Ale káva naopak „zabíjí“ všechny ostatní pocity. Proto, pokud si chcete svůj dezert naplno vychutnat, je lepší vybrat si správné nápoje a pít kávu odděleně od ostatního jídla.
Bonbón
Sladká chuť je snad nejpříjemnější pro většinu světové populace. Ne nadarmo se objevil výraz „sladký život“, a ne žádný jiný. Sladká je přitom nejen mouka a cukrářské výrobky, ale také výrobky přírodního původu. Spolu s tím jsou také užitečné. Většina sladkých potravin obsahuje velké množství glukózy. A jak víte, glukóza je hlavním metabolickým palivem pro lidské tělo. Chuťové buňky proto snadno rozpoznávají chutě na sladké a zároveň produkují hormony štěstí – serotonin a endorfin.Upozorňujeme, že tyto hormony jsou návykové. To je vysvětlení toho, že depresi a stres raději zajídáme něčím sladkým.
Není žádným tajemstvím, že nadměrná konzumace sladkostí má neblahý vliv na vaši postavu a stav pleti. Dezertů byste se však neměli úplně vzdávat. Nejezte pamlsky nalačno a pokud možno, snažte se je nahradit sušeným ovocem, medem a ořechy.
Kyselý
Většina kyselých potravin obsahuje kyselinu askorbovou. A pokud vás najednou přepadne chuť na něco kyselého, vězte, že to může naznačovat nedostatek vitamínu C ve vašem těle. Takové chuťové změny mohou dokonce sloužit jako signál blížícího se nachlazení. Hlavní věc není přehánět: neměli byste aktivně dodávat tělu tuto užitečnou látku, vše je dobré s mírou. Nadbytek kyseliny negativně ovlivňuje fungování trávicího systému a stav zubní skloviny.
Pokud se do metabolismu zapojí hodně kyseliny, tělo se bude snažit zbavit se jejího přebytku. To se děje různými způsoby. Například plícemi vydechováním oxidu uhličitého nebo kůží pocením. Ale když jsou vyčerpány všechny možnosti, kyseliny se hromadí v pojivové tkáni, což zhoršuje fungování trávicího systému a vyvolává hromadění toxinů v těle.
Denní potřeba vitaminu C pro dospělé muže a ženy je 70-100 miligramů. Obzvláště hojný je v kyselých bobulích (angrešt, rybíz, brusinky), citrusových plodech a kiwi a čerstvé zelenině (zejména papriky).
Vymyslet nový pokrm je pro štěstí důležitější
lidstva než objev nové planety.
Jean-Anthelme Brillat-Savarin
Nejjednodušší radost v našem životě je jíst chutné jídlo. Ale jak těžké je z vědeckého hlediska vysvětlit, co se děje! Fyziologie chuti je však stále na samém začátku své cesty. Například receptory pro sladké a hořké byly objeveny teprve před deseti lety. Ale samy o sobě nestačí vysvětlit všechny radosti gurmánského jídla.
Od jazyka k mozku
Kolik chutí cítí náš jazyk? Každý zná chuť sladké, kyselé, slané, hořké. Nyní k těmto čtyřem hlavním, které v 19. století popsal německý fyziolog Adolf Fick, oficiálně přibyla pátá – chuť umami (z japonského slova „umai“ – chutná, příjemná). Tato chuť je typická pro proteinové produkty: maso, ryby a vývary na jejich bázi. Ve snaze zjistit chemický základ této chuti japonský chemik a profesor na Tokijské Imperial University Kikunae Ikeda analyzoval chemické složení mořských řas. Laminariajaponica, hlavní složka japonských polévek se silnou chutí umami. V roce 1908 publikoval práci o kyselině glutamové jako nositeli chuti umami. Později si Ikeda patentoval technologii výroby glutamanu sodného a začala ji vyrábět společnost Ajinomoto. Umami však bylo uznáno jako pátá základní chuť až v 80. letech. Dnes se také diskutuje o nových chutích, které ještě nejsou zařazeny do klasifikace: např. kovová chuť (zinek, železo), chuť vápníku, lékořice, chuť tuku, chuť čisté vody. Dříve se předpokládalo, že „tuková chuť“ je jednoduše specifická textura a vůně, ale studie na hlodavcích provedená japonskými vědci v roce 1997 ukázala, že jejich chuťový systém také rozpoznává lipidy. (Více si o tom povíme později.)
Lidský jazyk je pokryt více než 5000 papilami různých tvarů (obr. 1). Hřibovité zabírají hlavně dvě přední třetiny jazyka a jsou roztroušeny po celém povrchu, žlábkovité (miskovité) jsou umístěny za, u kořene jazyka - jsou velké a dobře viditelné, listové- tvarované jsou těsně rozmístěné záhyby v laterální části jazyka. Každá z papil obsahuje chuťové pohárky. Pár chuťových pohárků je také v epiglottidě, zadní stěně hltanu a na měkkém patře, ale většinou jsou samozřejmě soustředěny na papilách jazyka. Ledviny mají svou specifickou sadu chuťových pohárků. Takže na špičce jazyka je více receptorů pro sladkost - cítí to mnohem lépe, okraje jazyka jsou lépe kyselé a slané a jeho základ je hořký. Celkem máme v ústech přibližně 10 000 chuťových pohárků, které nám dávají chuť.
Každý chuťový pohárek (obr. 2) obsahuje několik desítek chuťových buněk. Na jejich povrchu jsou řasinky, na kterých je lokalizován molekulární stroj zajišťující rozpoznání, zesílení a transformaci chuťových signálů. Vlastní chuťový pohárek se vlastně nedostane na povrch sliznice jazyka – do dutiny ústní se dostává pouze chuťový pór. Látky rozpuštěné ve slinách difundují pórem do tekutinou vyplněného prostoru nad chuťovým pohárkem a tam se dostávají do kontaktu s řasinkami, vnějšími částmi chuťových buněk. Na povrchu řasinek jsou specifické receptory, které selektivně vážou molekuly rozpuštěné ve slinách, aktivují se a spouštějí kaskádu biochemických reakcí v chuťové buňce. Ten následně uvolňuje neurotransmiter, stimuluje chuťový nerv a elektrické impulsy nesoucí informaci o intenzitě chuťového signálu jdou podél nervových vláken do mozku. Receptorové buňky se obnovují přibližně každých deset dní, takže pokud si spálíte jazyk, chuť se ztratí jen dočasně.
Molekula látky, která způsobuje určitý chuťový vjem, může kontaktovat pouze svůj receptor. Pokud takový receptor neexistuje nebo pokud kaskády biochemických reakcí s ním spojené nefungují, pak látka nezpůsobí chuťový vjem. Významného pokroku v pochopení molekulárních mechanismů chuti bylo dosaženo relativně nedávno. Hořké, sladké a umami tedy rozeznáváme díky receptorům objeveným v letech 1999 - 2001. Všechny patří do velké rodiny GPCR ( Receptory spřažené s G proteinem), ve spojení s G proteiny. Tyto G proteiny se nacházejí uvnitř buňky, jsou excitovány při interakci s aktivními receptory a spouštějí všechny následné reakce. Mimochodem, kromě chuťových látek dokážou receptory typu GPCR rozpoznat hormony, neurotransmitery, pachové látky, feromony – jedním slovem jsou to jako antény, které přijímají širokou škálu signálů.
Dnes je známo, že receptor pro sladké látky je dimer dvou receptorových proteinů T1R2 a T1R3, za chuť umami je zodpovědný dimer T1R1-T1R3 (glutamát má jiné receptory, některé z nich jsou umístěny v žaludku, inervovány bloudivý nerv a jsou zodpovědné za pocit potěšení z jídla), ale za pocit hořkosti vděčíme existenci asi třiceti receptorů skupiny T2R. Hořká chuť je signálem nebezpečí, protože většina jedovatých látek má tuto chuť.
Zřejmě z tohoto důvodu existuje více „hořkých“ receptorů: schopnost včas rozlišit nebezpečí může být otázkou života a smrti. Některé molekuly, jako je sacharin, mohou aktivovat jak sladký pár receptorů T1R2-T1R3, tak hořké receptory T2R (zejména hTAS2R43 u lidí), takže sacharin chutná na jazyku sladce i hořce. To nám umožňuje odlišit ji od sacharózy, která aktivuje pouze T1R2-T1R3.
Základem vzniku pocitů kyselosti a slanosti jsou zásadně odlišné mechanismy. Chemické a fyziologické definice „kyselého“ jsou v podstatě stejné: je zodpovědný za zvýšenou koncentraci iontů H + v analyzovaném roztoku. Je známo, že stolní solí je chlorid sodný. Když dojde ke změně koncentrace těchto iontů - nositelů kyselé a slané chuti - okamžitě reagují odpovídající iontové kanály, tedy transmembránové proteiny, které selektivně předávají ionty do buňky. Kyselé receptory jsou ve skutečnosti iontové kanály propustné pro kationty, které jsou aktivovány extracelulárními protony. Receptory soli jsou sodíkové kanály, tok iontů se zvyšuje se zvyšující se koncentrací sodných solí v chuťových pórech. Ionty draslíku a lithia jsou však také vnímány jako „slané“, ale odpovídající receptory nebyly dosud definitivně nalezeny.
Proč ztrácíte chuť, když vám teče z nosu? Vzduch obtížně prochází do horní části nosních cest, kde jsou umístěny čichové buňky. Čich dočasně mizí, takže máme také špatný čich, protože tyto dva pocity spolu úzce souvisí (a čich je tím důležitější, čím je jídlo bohatší na aroma). Pachové molekuly se uvolňují v ústech, když žvýkáme potravu, cestují nahoru nosními průchody a jsou rozpoznávány čichovými buňkami. Jak důležitý je čich při vnímání chuti, lze pochopit tak, že si štípnete nos. Například káva jednoduše zhořkne. Mimochodem, lidé, kteří si stěžují na ztrátu chuti, mají ve skutečnosti většinou problémy se svým čichem. Člověk má přibližně 350 typů čichových receptorů a to stačí k rozpoznání obrovského množství pachů. Každé aroma se totiž skládá z velkého množství složek, takže se aktivuje mnoho receptorů najednou. Jakmile se pachové molekuly navážou na čichové receptory, spustí to řetězec reakcí v nervových zakončeních a vygeneruje se signál, který je také odeslán do mozku.
Nyní o teplotních receptorech, které jsou také velmi důležité. Proč vám máta dodává pocit svěžesti, ale pepř vám pálí jazyk? Mentol obsažený v mátě aktivuje receptor TRPM8. Tento kationtový kanál, objevený v roce 2002, začíná fungovat, když teplota klesne pod 37 o C - to znamená, že je zodpovědný za vznik pocitu chladu. Mentol snižuje teplotní práh pro aktivaci TRPM8, takže když se dostane do úst, při konstantní okolní teplotě nastává pocit chladu. Kapsaicin, jedna ze složek feferonky, naopak aktivuje tepelné receptory TRPV1 - iontové kanály podobné strukturou jako TRPM8. Ale na rozdíl od chladného počasí se TRPV1 aktivují, když teplota stoupne nad 37 o C. To je důvod, proč kapsaicin způsobuje pocit pálení. Pikantní chutě dalšího koření - skořice, hořčice, kmínu - rozpoznávají i teplotní receptory. Mimochodem, teplota jídla je velmi důležitá - chuť je maximálně vyjádřena, když je stejná nebo mírně vyšší než teplota ústní dutiny.
Kupodivu se na vnímání chuti podílejí i zuby. Texturu jídla nám hlásí tlakové senzory umístěné kolem kořenů zubů. Podílejí se na tom i žvýkací svaly, které „posuzují“ tvrdost jídla. Bylo dokázáno, že když je v ústech mnoho zubů s odstraněnými nervy, chuťové vnímání se mění.
Obecně je chuť, jak říkají lékaři, multimodální vjem. Je třeba dát dohromady tyto informace: z chemických selektivních chuťových receptorů, tepelných receptorů, údajů z mechanických senzorů zubů a žvýkacích svalů a také čichových receptorů, které jsou ovlivňovány těkavými složkami potravy.
Asi za 150 milisekund se do centrální mozkové kůry dostane první informace o stimulaci chuti. Porod se provádí čtyřmi nervy. Lícní nerv přenáší signály z chuťových pohárků, které jsou umístěny na přední straně jazyka a na střeše úst, trojklanný nerv přenáší informace o struktuře a teplotě ve stejné oblasti a glosofaryngeální nerv přenáší chuťové informace z zadní třetina jazyka. Nervus vagus přenáší informace z hrdla a epiglottis. Signály pak procházejí prodlouženou míchou a končí v thalamu. Právě tam se chuťové signály spojují s čichovými a společně jdou do chuťové zóny mozkové kůry (obr. 3).
Všechny informace o produktu zpracovává mozek současně. Například, když je v ústech jahoda, bude to sladká chuť, jahodová vůně, šťavnatá textura se semínky. Signály ze smyslů, zpracované v mnoha částech mozkové kůry, se smíchají a vytvoří komplexní obraz. Po chvíli už rozumíme tomu, co jíme. Celkový obraz je navíc vytvořen nelineárním sčítáním komponent. Například kyselost citronové šťávy může být maskována cukrem a bude se zdát méně kyselá, i když se její obsah protonů nesníží.
Malé i velké
Malé děti mají více chuťových buněk, proto vše vnímají tak bystře a jsou v jídle tak vybíravé. Co se v dětství zdálo hořké a nechutné, s věkem snadno spolkneme. U starších lidí mnoho chuťových pohárků odumírá, takže jim jídlo často připadá fádní. Existuje účinek zvykání si na chuť - v průběhu času se závažnost pocitu snižuje. Navíc závislost na sladkých a slaných potravinách vzniká rychleji než na hořkých a kyselých potravinách. To znamená, že lidé, kteří jsou zvyklí si jídlo silně solit nebo přislazovat, sůl a cukr necítí. Existují i další zajímavé efekty. Například zvykání na hořké zvyšuje citlivost na kyselé a slané a adaptace na sladké zostřuje vnímání všech ostatních chutí.
Dítě se učí rozlišovat vůně a chutě již v děloze. Polykáním a vdechováním plodové vody si embryo osvojí celou paletu vůní a chutí, které maminka vnímá. A i tehdy tvoří vášně, se kterými přijde na tento svět. Těhotným ženám například deset dní před porodem nabízeli sladkosti s anýzem a pak sledovaly, jak se novorozenci v prvních čtyřech dnech života chovají. Ti, jejichž matky jedly anýzové sladkosti, tuto vůni jasně rozlišovaly a otáčely hlavu jejím směrem. Podle jiných studií je stejný účinek pozorován u česneku, mrkve nebo alkoholu.
Chuťové preference samozřejmě silně závisí na rodinných tradicích jídla, na zvycích země, ve které člověk vyrostl. V Africe a Asii jsou kobylky, mravenci a další hmyz chutnou a výživnou potravou, ale u Evropanů způsobují dávivý reflex. Tak či onak nám příroda ponechala malý prostor pro výběr: přesně to, jak zažijete tu či onu chuť, je do značné míry dáno geneticky.
Geny diktují jídelníček
Někdy se nám zdá, že si sami vybíráme, jaké jídlo nám chutná, nebo v krajním případě jíme to, co nás naučili jíst rodiče. Vědci se ale stále více přiklánějí k názoru, že za nás rozhodují geny. Koneckonců, lidé chutnají stejnou látku odlišně a prahy chuťové citlivosti se u různých lidí také velmi liší - až k „chuťové slepotě“ k jednotlivým látkám. Dnes si vědci vážně kladou otázku: Jsou někteří lidé skutečně naprogramováni k tomu, aby jedli hranolky a přibírali na váze, zatímco jiní s radostí jedí vařené brambory? To je zvláště znepokojivé ve Spojených státech, které čelí skutečné epidemii obezity.
Otázka genetického předurčení čichu a chuti byla poprvé vznesena v roce 1931, kdy chemik společnosti DuPont Arthur Fox syntetizoval zapáchající molekulu fenylthiokarbamid (PTC). Jeho kolega si všiml štiplavého zápachu, který vycházel z látky, k velkému překvapení Foxe, který nic necítil. Také mu přišla látka bez chuti, zatímco stejnému kolegovi velmi hořká. Fox zkontroloval FTC u všech členů své rodiny - nikdo necítil...
Tato publikace z roku 1931 dala vzniknout řadě studií citlivosti – nejen na PTC, ale na hořké látky obecně. Přibližně 50 % Evropanů bylo necitlivých k hořkosti fenylthiomočoviny, ale pouze 30 % Asiatů a 1,4 % amazonských indiánů. Gen odpovědný za to byl objeven až v roce 2003. Ukázalo se, že kóduje receptorový protein pro chuťové buňky. U různých jedinců tento gen existuje v různých verzích a každý z nich kóduje trochu jiný receptorový protein – podle toho s ním fenylthiomočovina může interagovat dobře, špatně nebo vůbec. Různí lidé proto vnímají hořkost v různé míře. Od té doby bylo objeveno asi 30 genů kódujících rozpoznání hořké chuti.
Jak to ovlivňuje naše chuťové preference? Mnoho lidí se snaží odpovědět na tuto otázku. Zdá se, že je známo, že ti, kdo zjistí hořkou chuť FTC, mají odpor k brokolici a růžičkové kapustě. Tato zelenina obsahuje molekuly, jejichž struktura je podobná FTC. Profesor Adam Drewnowski z University of Michigan v roce 1995 vytvořil tři skupiny lidí na základě jejich schopnosti rozpoznat v roztoku sloučeninu blízkou FTC, ale méně toxickou. Stejné skupiny byly testovány na chuťové preference. Ti, kteří cítili velmi malé koncentrace testované látky, zjistili, že káva a sacharin jsou příliš hořké. Běžná sacharóza (cukr, který pochází z třtiny a řepy) se jim zdála sladší než ostatním. A feferonka pálila mnohem silněji.
Otázka chuti tuku zůstává kontroverzní. Dlouhou dobu se věřilo, že tuk rozpoznáváme čichem, protože lipidy uvolňují zapáchající molekuly a také díky určité struktuře. Nikdo ani nehledal speciální chuťové pohárky pro tuk. Tyto myšlenky byly otřeseny v roce 1997 výzkumnou skupinou Toru Fushiki z Kjótské univerzity. Z experimentu bylo známo, že mláďata potkanů preferovala lahvičku s krmivem obsahující tuky. Aby otestovali, zda je to kvůli konzistenci, dali japonští biologové hlodavcům bez čichu dva roztoky – jeden s lipidy a druhý s podobnou konzistencí, simulovaný díky zahušťovadlu. Potkani neomylně zvolili roztok s lipidy – zřejmě se řídili chutí.
Ve skutečnosti se ukázalo, že jazyk hlodavců dokáže rozpoznat chuť tuku pomocí speciálního receptoru – glykoproteinu CD36 (přenašeč mastných kyselin). Francouzští vědci pod vedením Phillipe Benarda prokázali, že když je zablokován gen kódující CD36, zvíře přestává dávat přednost tučným jídlům a v gastrointestinálním traktu, když se tuk dostane na jazyk, nedochází ke změně sekrece. Zvířata přitom stále preferovala sladké a vyhýbala se hořkým. To znamená, že byl nalezen specifický receptor pro tuk.
Ale člověk není hlodavec. Přítomnost transportního proteinu CD36 v našem těle byla prokázána. Přenáší mastné kyseliny do mozku, srdce a je produkován v gastrointestinálním traktu. Ale je to na jazyku? Dvě laboratoře, americká a německá, se pokusily tuto problematiku objasnit, ale zatím neexistují žádné publikace. Zdá se, že studie u Afroameričanů, kteří mají vysokou diverzitu genu kódujícího protein CD36, naznačují, že schopnost rozpoznávat tuk v potravinách je skutečně spojena s některými modifikacemi určitého genu. Doufá se, že jakmile bude zodpovězena otázka „může náš jazyk ochutnat tuk“, budou mít lékaři nové možnosti léčby obezity.
Gurmánská zvířata?
V 19. století slavný francouzský gastronom a autor široce citované knihy „The Physiology of Taste“ Jean-Anthelme Brillat-Savarin trval na tom, že pouze homo sapiens zažívá potěšení z jídla, které je ve skutečnosti potřeba jednoduše k udržení života. Moderní výzkumy totiž ukázaly, že zvířata vnímají chuť jinak než my. Je ale chuťový smysl u lidí a ostatních zástupců řádu primátů tak odlišný?
Pokusy byly prováděny na 30 druzích opic, kterým byla dána k ochutnání čistá voda a roztoky s různou chutí a různou koncentrací: sladké, slané, kyselé, hořké. Ukázalo se, že jejich chuťová citlivost velmi závisí na tom, kdo co zkouší. Primáti, stejně jako my, chutnají sladce, slaně, kysele i hořce. Opice rozlišuje fruktózu plodů od sacharózy z řepy a také třísloviny kůry stromů. Ale například Uistiti, plemeno opic, které se živí listy a zelení, je citlivější na alkaloidy a chinin v kůře stromů než plodožraví primáti z Jižní Ameriky.
Spolu s americkými kolegy z University of Wisconsin to potvrdili i francouzští vědci elektrofyziologickými experimenty a dali dohromady snímek získaný na různých druzích opic. V elektrofyziologických experimentech byla zaznamenávána elektrická aktivita vláken jednoho z chuťových nervů v závislosti na tom, jaký produkt zvíře pojídalo. Když byla pozorována elektrická aktivita, znamenalo to, že zvíře ochutnávalo jídlo.
Jak je to s lidmi? Pro stanovení prahů citlivosti bylo dobrovolníkům naslepo umožněno ochutnávat nejprve velmi zředěné a poté stále koncentrovanější roztoky, dokud jasně neformulovali, jak roztok chutná. Lidský „strom chuti“ je obecně podobný těm, které se získávají pro opice. Chuťové vjemy jsou u člověka také daleko od sebe v opačných směrech, než co tělu přináší energii (cukr) a co může škodit (alkaloidy, tanin). Existuje také korelace mezi látkami stejného typu. Někdo, kdo je velmi citlivý na sacharózu, má šanci být citlivý i na fruktózu. Ale neexistuje žádná korelace mezi citlivostí na chinin a tanin a někdo citlivý na fruktózu nemusí být nutně citlivý na tanin.
Protože my a opice máme podobné mechanismy chuti, znamená to, že jsme na evolučním stromě velmi blízko? Podle nejpravděpodobnější verze na konci paleozoika a objevení se prvních suchozemských tvorů probíhal vývoj rostlin a zvířat paralelně. Rostliny musely nějak odolávat aktivnímu ultrafialovému záření mladého slunce, takže na souši dokázaly přežít pouze ty exempláře, které měly dostatek polyfenolů na ochranu. Tyto stejné sloučeniny chránily rostliny před býložravci, protože byly toxické a obtížně stravitelné.
U obratlovců se vyvinula schopnost detekovat hořké nebo svíravé chutě. Byly to tyto chutě, které obklopovaly primáty, když se objevili v kenozoické éře (eocén), a pak první lidi. Velkou roli ve vývoji chuti hrál vznik rostlin s květy, které se proměnily v plody se sladkou dužinou. Primáti a ovocné rostliny se vyvíjeli společně: primáti jedli sladké ovoce a rozšiřovali jejich semena, aby podpořili růst stromů a vinné révy v tropických pralesích. Ale schopnost rozpoznat chuť soli (zejména kuchyňské) mohla jen stěží vzniknout během koevoluce s rostlinami. Možná pocházel z vodních obratlovců a primáti ho prostě zdědili.
Zajímalo by mě, zda se primáti při výběru potravy řídí pouze nutriční hodnotou a chutí? Ne, ukázalo se, že mohou jíst rostliny pro léčebné účely. Michael Huffman z Kjótské univerzity pozoroval v roce 1987 v západní Tanzanii šimpanze s žaludečními problémy. Opice sežrala stonky hořké rostliny Vernonia amygdalina(vernonia), kterou šimpanzi obvykle nejedí. Ukázalo se, že výhonky stromu obsahují látky, které pomáhají proti malárii, úplavici a schistosomiáze a mají také antibakteriální vlastnosti. Pozorování chování divokých šimpanzů dalo vědcům podnět k zamyšlení: byly vytvořeny nové bylinné léky.
Obecně se chuť během evoluce příliš nezměnila. Chuť sladkostí si užívají jak primáti, tak i lidé – v jejich těle se totiž produkují endorfiny. Velký francouzský kuchařský specialista proto možná neměl tak úplně pravdu – primáti mohou být i gurmáni.
Na základě materiálů z časopisu
"La Recherche", č. 7-8, 2010
